月球探测及其意义
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月球探测及其意义
一、中国探月工程
中国探月工程经过10年的酝酿,最终确定中国的探月工程分为“绕”、“落”、“回”3个阶段。
第一期绕月工程将在2007年发射探月卫星“嫦娥一号”,对月球表面环境、地貌、地形、地质构造与物理场进行探测。
第二期工程时间定为2007年至2010年,目标是研制和发射航天器,以软着陆的方式降落在月球上进行探测。
具体方案是用安全降落在月面上的巡视车、自动机器人探测着陆区岩石与矿物成分,测定着陆点的热流和周围环境,进行高分辨率摄影和月岩的现场探测或采样分析,为以后建立月球基地的选址提供月面的化学与物理参数。
第三期工程时间定在2011至2020年,目标是月面巡视勘察与采样返回。
其中前期主要是研制和发射新型软着陆月球巡视车,对着陆区进行巡视勘察。
后期即2015年以后,研制和发射小型采样返回舱、月表钻岩机、月表采样器、机器人操作臂等,采集关键性样品返回地球,对着陆区进行考察,为下一步载人登月探测、建立月球前哨站的选址提供数据资料。
此段工程的结束将使我国航天技术迈上一个新的台阶。
二、探月的目标及其最新发展
50年代末60年代初,前苏联连续获得数个空间赛第一:1957年1 0月4日发射第一颗人造地球卫星,1961年4月12日第一位航天员加加林进入太空……与之相比,尽管美国也获得了两个第一:11960年4月发射第一颗气象卫星“泰罗斯”,1962年7月第一颗有源通信卫星作试验性通信,但同苏联的巨大成就相此,显得小巫见大巫。
在加加林飞行之后不到四个星期,美国航天员阿兰·谢泼德中校乘“水星”号飞船进行了亚轨道飞行(186千米),它说明美国具备了摆脱空间困境的能力。
1961年5月25日,美国肯尼迪总统向全世界宣布实施宏伟的载人登月计划。
这个“阿波罗”载人登月计划虽然是美国与苏联竞赛的产物,但也可以认为是人类向太阳系扩张的第一步。
与冷战时期相比,各国在新世纪的探月活动呈现出新特点。
当时美苏探月的目的是满足政治和科技需要,而现在各国的主要目的是把科学探索和经济需求相结合,以探测月球资源为主,为未来月球资源开发、利用奠定基础。
中国在2007年发射了“嫦娥一号”,开始了自古以来中国人的探月梦想。
中国探月卫星工程有五大工程目标:一是研制和发射中国第一颗探月卫星;二是初步掌握绕月探测基本技术;三是首次开展月球科学探测;四是初步构建月球探测航天工程系统;五是为月球探测后续工程积累经验。
为此要突破月球探测卫星的关键技术;初步建立中国的深空探测工程大系统;验证有效载荷和数据解译等各项关键技术;初步建立中国深空探测技术研制体系;培养相应的人才队伍。
近年有多个国家相继发射卫星登月。
22003年9月,欧洲第一个月球探测器“智能1号”顺利升空,并在完成观测使命后,于2006年9月成功撞击月球。
欧洲还计划未来让宇航员登陆月球并分阶段建立月球基地。
2007年9月,日本绕月探测卫星“月亮女神”发射升空。
它取得多项成果,包括描绘1美国成功发射世界第一颗气象卫星"泰罗斯1号",中国经济网,2006年4月1日
2人类探月之路,新华网
出世界首幅高精确度月球全球地形图;发现月海底部存在弯曲的层状构造;发现月球表面正面和背面重力存在差异等。
2008年10月,印度发射首个无人探月器——“月船1号”,它利用携带的各种仪器收集月球地理结构、化学构成及矿藏等数据,并收集月球地理数据以绘制高精度的三维月球地图。
但到2009年8月底,“月船1号”与地面失去联系,任务被迫终止。
印度科研人员正在研制新的无人探月器——“月船2号”,预计2013年上半年发射升空。
2009年6月18日,美国航天局利用一枚“宇宙神-5”运载火箭将两个月球探测器发射升空,这标志着美国“重返月球”计划正式启动。
2010年10月1日18时59分57秒,“嫦娥二号”卫星在西昌卫星发射中心发射升空,中国探月工程二期揭开序幕。
三、探月工程的意义
月球,是离地球最近的天体,理所当然成为空间探测的首选目标。
月球探测将为继空间站之后载人航天的下一步——人类重返月球和建立月球基地提供依据。
第一,3促进科学的发展,首先,对月球本身的科学研究可以大大提高人类对于宇宙的认识,包括认识太阳系的演化及其特性,认识空间现象和地球自然系统之间的关系。
月球表面含有能够追溯到数十亿年前被慧星和小行星碰撞的记载,而地球的大气层掩盖了这种记载,对月球的探测可以提供有关地球上生命起源和进化的线索。
对月球及其他星球的探测活动不仅能揭示科学的奥秘,还可带动其他领域科学技术的飞速发展,如人工智能、机器人、遥控作业、加工自动化、高超音速飞行、光学通信和高速数据处理、超高强度和耐高温材料、空间发电站、电功率微波传输、无污染飞行器以及空间生命科学等。
总之,月球探测及其技术的二次开发应用,势必带动科学技术进步,促进工业的发展,给国民经济带来巨大利益,对人类文明产生深远影响。
第二,月球可作为对其他星球探测和研究的平台:月球表面在地质构造上比地球表面要稳定得多,使其可成为建造探测天体望远镜和遥感器的极好场所;又由于月球没有厚的大气层,月球基地的望远镜可以比地基系统更清晰地观测其他星体。
总之,月球可以作为一个平台,对太阳系、恒星系和银河系中的其他星体进行观测和研究,是进行天文物理学(特别是甚低频射电研究)、重力波物理学和中微子物理学实验和观测极有吸引力的场所。
第三,月球可作为人类航天活动的基地和能源基地:从“阿波罗”计划获得的资料表明,月球具有丰富的物质资源,月岩中含有地壳里的全部元素和约60种矿藏。
在月球土壤中,氧占40%,它是推进剂、受控生态环境生命保障系统的供氧源;硅占20%,是制作太阳电池阵的原材料。
其他元素占的比例是:铝6%~8%、镁3%~7%、铁5%~11.3%、钙8%~10.3%、钛5%~6%、钠、铬、钾、锰含量占千分之几,锆、钡、钪、铌含量为万分之几。
而且月球表面还富含地球上没有的能源氦-3(he-3),它是核聚变反应堆理想的燃料,可提供便宜、无毒、无放射性的能源,据估算,月岩表面的he-3藏量可满足目前世界能源需要达1000年左右。
“克莱门汀”探测器的成功探测已证实月球上有水冰存在,这是建立有人月球基地的基本水源,大大激发了世界各国对月球探测和开发的兴趣。
实施月球探测工程,将推动中国航天领域的国际合作。
在世界掀起新一轮月球探测高潮之际,通过开展月球探测工程,可以促进我国航天活动各领域的国际交流与合作。
同时,月球探测工程的开展,对于培养一支在相关领域高素质、高水平的人才队伍,促进科学技术事业的进步,具有重大的现实意义和深远的历史意义。
3月球探测的意义及发展态势,卢波,《国际太空》,1998年第4期
四、参考文献
美国成功发射世界第一颗气象卫星"泰罗斯1号",中国经济网,2006年4月1日人类探月之路,新华网
月球探测的意义及发展态势,卢波,《国际太空》,1998年第4期。